SPD nei Quadri Industriali d'Automazione

Gli SPD sono obbligatori nei quadri d'automazione industriale?
Questo è un tema spesso dibattuto, sia in Nord America sia in Europa.

I Quadri di Automazione in Nord America (chiamati Industrial Control Panels) necessitano di Surge Protective Devices (SPD), anche detti scaricatori o limitatori di sovratensioni?

L’argomento è divenuto oggetto di dibattito nel 2017 quando, nella nuova edizione del National Electrical Code (NEC), è comparsa la seguente dicitura:

670.6 Surge Protection.  Industrial machinery with safety interlock circuits shall have surge protection installed.

In italiano si può tradurre come:

670.6 Protezione dalle sovratensioni. I macchinari industriali, con circuiti di interblocco di sicurezza, devono avere installata una protezione contro le sovratensioni.

Il gruppo di lavoro dell’NFPA 79 ha aggiunto la seguente dicitura nell’edizione del 2018:

7.8.1 Surge-Protective Devices (SPDs).   SPDs shall be provided for industrial machinery with safety interlock circuits to protect against the effects of overvoltages due to lightning or switching surges.

In italiano:

7.8.1 Dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD). I macchinari industriali con circuiti di interblocco di sicurezza devono essere dotati di SPD per proteggere dagli effetti di sovratensioni dovute a fulmini o sovratensioni di commutazione.

Ci sono state discussioni su questo tema durante l'incontro annuale dell'STP UL 508A a Chicago, in ottobre 2018, e noi tutti abbiamo convenuto che i requisiti per l’obbligo degli SPD non hanno prove oggettive per essere sostenuti. Pertanto non è stato aggiunto nulla allo standard UL. Questo si riflette nell'aggiornamento del 2020, dove nulla viene indicato sulla necessità di SPD in caso di interblocchi di sicurezza.

In Canada, questa richesta non è mai stata inserita in alcun standard che si occupa di quadri di automazione industriale.

Durante i due incontri annuali dell'NFPA 79, il primo nel gennaio 2018 a Savannah e il secondo nel gennaio 2019 a New Orleans, il gruppo di lavoro ha concordato che le affermazioni sugli SPD dovevano essere riviste.

La nuova edizione dell' NFPA 79 2021 riporta il seguente testo:

[NFPA 79: 2021] 7.8.1 Surge-Protective Devices (SPDs)

Industrial Machinery with safety circuits not effectively protected from the effects of overvoltages due to lightning or switching surges shall have surge protection installed.

Exception: SPDs shall not be required where the risks associated with the effects of overvoltages are mitigated such that the safety performance determined by a risk assessment is met.

In italiano:

[NFPA 79: 2021] 7.8.1 Dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD)

I macchinari industriali con circuiti di sicurezza non protetti efficacemente dagli effetti di sovratensioni dovute a fulmini o sovratensioni di commutazione devono avere installata una protezione contro le sovratensioni.

Eccezione: gli SPD non sono necessari quando i rischi associati agli effetti delle sovratensioni sono attenuati in modo tale da soddisfare le prestazioni di sicurezza determinate da una valutazione dei rischi.

Le sovratensioni sono uno dei rischi a cui può essere soggetto un quadro di automazione, così come uno switchgear. Bisogna considerare la tensione nominale di tenuta ad impulso a cui un quadro può essere sottoposto, senza essere danneggiato. U_imp è uno dei parametri di interfaccia richiesti dalla IEC 61439-1. Questo concetto non è presente nelle norme nordamericane e ciò provoca la nascita di affermazioni come quella scritta nell'edizione 2018 dell'NFPA 79. Questa prescrizione non è mai stata realmente spinta dagli ispettori (AHJ) in USA ed è stata in pratica rimossa nell'edizione del 2021 dello standard NFPA 79. Quindi da Gennaio 2021 è chiaro che gli SPD non sono obbligatori nei quadri di automazione e sta al costruttore la decisione se installarli o meno.

A nostro avviso, la soluzione migliore è quella di dichiarare, anche in USA, la U_imp del quadro, proprio come viene dichiarata l'SCCR dello stesso.